Отделение патологической анатомии существует в Центре со времени организации учреждения в 1918 году и изначально и по настоящее время занимается научными исследованиями и практической работой. Со дня основания института патологоанатомическая лаборатория выполняет 2 функции: с одной стороны занимается исследованием материала биопсий с диагностической целью, всего операционного материала с целью гистологической верификации клинического диагноза и определения стадии онкологического заболевания. На сотрудниках лаборатории лежит обязанность патологоанатомического вскрытия умерших в клиниках института с гистологическим исследованием секционного материала. В связи с этим, отделение располагает архивным материалом готовых гистологических препаратов, используемых в научных исследованиях сотрудников лаборатории и других подразделений института, и поэтому является вспомогательным научным подразделением для клинических отделений.
С другой стороны, лаборатория имеет свои самостоятельные научные задачи. Здесь собирается огромный материал, на основании которого проводятся научные исследования по чувствительности различных видов опухолей к различным противоопухолевым воздействиям.
Научная работа отделения подчинялась задачам Института, как головного учреждения по разработке проблемы радиобиологии в системе здравоохранения СССР и как учреждения, ответственного за развитие в стране медицинской радиологии.
Благодаря широкому комплексированию на разном уровне, как с клиническими подразделениями института, так и с экспериментальными лабораториями, удачной расстановки сил научного, клинического и вспомогательного персонала лаборатория на всём протяжении существования была на передовых рубежах научных достижений. В отделении патологической анатомии со дня основания института начались работы по изучению пострадиационных морфологических изменений в нормальных и патологических тканях при местном и общем облучении (проф. В.Г. Гаршин, М.А. Захарьевская) и продолжились в изучении лучевого и химиотерапевтического патоморфоза опухолей различных локализаций. Эти исследования успешно развивали Л.В. Фунштейн, Н.Д. Грачёва и Э.И. Валькович, Э.И. Щербань, А.В. Губарева, В.Г. Рукавишникова, А.Б. Маркочев, Н.С. Скрипкина и А.И. Урбанский. Совместные научные работы с сотрудниками клинических подразделений института в основном касались изучения терапевтического патоморфоза при раке пищевода (А.В. Губарева, В.Г. Герасимяк), лимфогранулематозе (Б.М. Рахимлевич, А.Б. Маркочев, Н.С. Скрипкина, Г.П. Антонченко), при раке почки (А.Б. Маркочев, В.Н. Анисимов, М.И. Карелин), шейки матки (А.Б. Маркочев, А.В. Губарева, Г.М. Жаринов, В.Г. Рукавишникова), молочной железы (А.Б. Маркочев, А.С. Арзуманов), злокачественные мезотелиомы (А.И. Страшинин, С.Д. Россолько), злокачественных неходжинских лимфом (Н.В.Ильин, А.Н.Репетун).
В период руководства профессора Л.В. Фунштейна (1950-70 годах) лаборатория располагала уникальной линией мышей SJL/J спонтанно (при строгом инбридинге) страдающих системным заболеванием, очень схожим по клинике и морфологии с болезнью Ходжкина у человека (лимфогранулематоз). Руководство института выделило в виварии 2 комнаты для разведения этой линии мышей и в 1970-80 годах лаборатория имела «стадо» этих животных почти 800 особей. На этой модели были развёрнуты широкие исследования как самостоятельно сотрудниками лаборатории (Л.В. Фунштейн, А.В. Губарева, А.Б. Маркочев), так и в комплексе с клиническими подразделениями (Л.П. Симбирцева, М.А. Асатурян) и экспериментальными лабораториями (Л.П. Вартанян, В.Б. Климович). Эта модель была уникальной для экспериментальной химиотерапии системных онкологических заболеваний, в процессе которой экспериментаторы стремились максимально «повредить» опухолевую ткань и максимально «защитить» клетки костного мозга (А.Б. Маркочев, М.А. Асатурян, Б.М. Рахмилевич, А.В. Губарева, Э.Л. Нейштадт, Н.Н. Хромова). Была разработана, не имеющая аналогов в мире, методика оценки временной и дозовой зависимости химиотерапевтических препаратов (радиомиметиков) на основе количества и качества хромосомных аберраций в клетках опухоли и костного мозга (раздел докторской диссертации А.Б.Маркочева). На основе использования этой модели мышей написаны разделы в некоторых диссертациях (М.А. Асатурян, А.Б. Маркочев, Л.И. Корытова). Большой раздел экспериментальных работ на этой модели был проведён совместно с изотопной лабораторией НИИ Онкологии им. проф. Н.Н. Петрова (Н.П. Фадеев) по отбору некоторых изотопов для диагностики распространённости системных новообразований, таких как лимфогранулематоз, злокачественные неходжкинские лимфомы (А.В. Губарева, А.Б. Маркочев).
Морфологическое исследование (А.В. Губарева, А.Б. Маркочев) было обеспечено в работах сотрудников лаборатории радиационной генетики и отдалённых последствий лучевого воздействия при создании модели лучевого пневмосклероза на кроликах (Н.В. Жданова) и на мини-свиньях (С.Н. Александров). Большой раздел морфологических исследований проведён (А.Б. Маркочев) с лабораторией радиационной фармакологии (руководитель Л.П. Вартанян), и в частности посвящён комбинированному радиационному воздействию, поиску радиопротекторов и фармакологических препаратов, способствующих репарации повреждённых тканей (Г.С. Новосёлова). Значительный объём экспериментальных исследований был выполнен по контракту с Институтом медико-биологических проблем МЗ СССР (Москва), где были изучены клинические и морфологические изменения органов у экспериментальных животных под влиянием различных доз и методов облучения. Работа по исследованию парциального облучения области живота завершилось созданием экспериментальной модели лучевого сахарного диабета у крыс и получено авторское свидетельство (С.Ф. Вершиниа, А.Б. Маркочев).
Хочется отметить работы, которые не получили дальнейшего развития, но были звеном в понимании патогенеза, морфогенеза и патоморфоза опухолей, в том числе смежных тканей и органов. Поиск новых видов лучевого воздействия (нейтронное), к сожалению, остановился только на стадии экспериментальных исследований на собаках (Б.А. Коннов, Н.С. Скрипкина), так же как и поиск новых транспортных средств лекарственных препаратов – липосом (О.А. Розенберг, А.В. Губарева).
Большой объём научных исследований выполняется в комплексе с лабораторией генной инженерии (В.И. Евтушенко, С.Ф. Вершинина, А.Б. Маркочев).
В состав отделения входит Патологоанатомический музей, начало которому положил В.Г. Гаршин. Основным материалом музея является систематизированная коллекция патологоанатомических препаратов опухолей человека, большей части обработанных с сохранением прижизненной окраски. Экспозиции материалов проведено распределением опухолей по органному принципу. Все анатомические препараты снабжены краткими пояснениями, занесенными в каталог результатами микроскопического исследования. Часть патологоанатомических препаратов была дополнена фотоотпечатками с прижизненных рентгенограмм, поражённых опухолью органов (М.А. Захарьевская). Позднее стала практиковаться и рентгенография, полученных на вскрытии макропрепартов. Таким образом, коллекционирование секционного материала, было выдержанно в рентгеноанатомических параллелях, что наглядно показывало возможности и границы рентгенологического и морфологического методов исследования.
Для музея были подобраны экспонаты спонтанных и вызванных некоторыми канцерогенными веществами опухолей у животных и патологоанатомические препараты отдельных неопухолевых заболеваний человека (туберкулёз, язвы желудка и др.), для распознавания и лечения которых пользуются рентгеновыми лучами. Музей располагает муляжами злокачественных опухолей и лучевых поражений кожи. За последнее время в музее оформлены разделы по морфологии лучевой болезни. В настоящее время музей насчитывает около 500 макроскопических препаратов (опухоли растений, рыб, домашних и экспериментальных животных, злокачественных и доброкачественных опухолей человека). Материалы музея неоднократно использовались для организации выставок на съездах и конференциях, для экскурсий, преподавания студентам ВУЗов и слушателям Медицинской Академии последипломного образования, а также для научных целей врачей всех клинических подразделений Центра.
Большой раздел морфологических исследований был посвящён изучению терапевтического патоморфоза рака почки (А.Б. Маркочев). Всё начиналось с внедрения в хирургическую практику института эмболизации почечной артерии при раке почки спиралью Джантурко (В.Н. Анисимов). Потом последовали этапы модернизации этой методики, которые завершились созданием метода химиоэмболизации как самостоятельного метода в лечении опухолей различных локализаций (Д.А. Гранов, М.И. Карелини, В.Н. Полысалов).
Разработанная в институте протонная терапия (Б.А. Коннов) вначале применялась в качестве гипофизэктомии при неоперабельном раке молочной железы, и морфологическое изучение секционного материала послужила основанием утверждать о сохранности смежных тканей при этом виде лечения (А.Б. Маркочев). В дальнейшем, этот вид лучевой терапии широко применялся при лечении аденомы гипофиза, сосудистые мальформации головного мозга (В.М. Виноградов, Р.А. Шалек).
Патологоанатомическая лаборатория института была и остаётся центром создания и использования новых прогрессивных методов, таких как гистохимия, радиоавтография, цитогенетика, определение ядрышковых организаторов, иммуногистохимия (ИГХ) и другие. Зарождающийся новый метод морфологического исследования – иммуногистохимия – активно разрабатывался патологоанатомическим отделением (А.Б. Маркочев) совместно с лабораторией методов повышения эффективности лучевой терапии, руководимой профессором А.Н. Шутко в целях совершенствования терапии рака молочной железы (А.С. Арзуманов) и злокачественных лимфом (Н.Н. Шатинина). В 2002 году в ЦНИРРИ по инициативе директора Центра академика РАМН А.М. Гранова была создана лаборатория иммуногистохимии (рукодитель К.М. Пожарисский), научная деятельности которой была посвящена изучению факторов прогноза и их предсказательного значения эффективности различных способов адъювантного лечения опухолей. В 2014 году эта лаборатория стала составной частью Отдела патологической анатомии Центра – Патологоанатомическая лаборатория высоких технологических методов морфологического исследования (руководитель Г.А. Раскин).
В отделении работают высококвалифицированные врачи, лаборанты, которые полностью справляются с возложенными на них обязанностями. Сотрудники отделения, обладая огромным опытом и прекрасным научным наследием, имея архив микропрепаратов основных опухолей человека и необходимое оборудование, способны справиться с любой научной задачей, поставленной клиническими подразделениями.